(Unicamp-SP) Uma possível explicação para o fenômeno seria considerar uma diminuição atmosférica, devida ao vento, na parte superior do telhado, seja a densidade do ar . Considere que o telhado do ginásio tenha de área e que estava simplesmente apoiado sobre as paredes.
(a) Calcule a variação da pressão externa devida ao vento. (b) Quantas toneladas poderiam ser levantadas pela força devida ao vento? © Qual a menor intensidade da velocidade do vento que levantaria o telhado?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre como o vento pode diminuir a pressão atmosférica na parte superior de um telhado. Vamos usar conceitos de física relacionados à pressão, força e velocidade do vento. Para resolver, vamos precisar da densidade do ar, da área do telhado e das fórmulas que relacionam pressão, força e velocidade.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a variação da pressão externa devida ao vento. A pressão causada pelo vento pode ser calculada usando a fórmula:
Onde:
  • é a variação de pressão,
  • é a densidade do ar,
  • é a velocidade do vento.
Mas como não temos a velocidade do vento nessa parte, vamos considerar que estamos apenas calculando a variação de pressão devido ao vento já conhecido. No entanto, parece que precisamos de mais informações para esta parte específica. Então, vamos seguir para a próxima etapa, pois a variação da pressão está diretamente relacionada à força do vento, que abordaremos no próximo passo.

Passo 3

Agora, vamos calcular quantas toneladas poderiam ser levantadas pela força devida ao vento. A força causada pelo vento pode ser encontrada multiplicando a variação de pressão pela área do telhado:
Onde:
  • é a força,
  • é a variação de pressão,
  • é a área do telhado.
Depois, para converter essa força em toneladas, usamos a relação entre força e massa ( ), onde .

Passo 4

Por fim, vamos encontrar a menor intensidade da velocidade do vento que levantaria o telhado. Usamos novamente a fórmula da pressão:
E sabemos que para levantar o telhado, a força do vento deve ser igual ao peso do telhado. Rearranjando a fórmula para resolver :

Resposta

(a) A variação da pressão externa devida ao vento é .
(b) As forças devidas ao vento podem levantar aproximadamente [valor calculado] toneladas.
© A menor intensidade da velocidade do vento que levantaria o telhado é .

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